高三复习化学反应速率和化学平衡

化学反应速率和化学平衡

●高考趋势展望

本专题是高考考查的重点，其热点主要集中在：

1.根据化学方程式，确定各物质的反应速率，并能进行简单的计算；

2.通过化学反应速率的测定方法，考查数学(数据)处理的能力；

3.理解化学平衡的含义，确定某种情况下化学反应是否建立平衡；

4.勒夏特列原理在各类平衡中的应用，有关转化率、消耗量、气体体积变化等有关计算；

5.用图象表示外界条件对化学平衡的影响，或者根据图象推测外界条件的变化。

化学反应速率和化学平衡是每年高考的必考内容，出现的题目类型有选择题和填空题。在选择题部分中，以考查化学平衡的基本概念和影响平衡移动的条件为主，化学平衡计算的考查也时有出现。而在Ⅱ卷中，常出现思维强度较高的题目，以考查考生的思维判断能力。

今后高考命题的变化趋势是：化学反应速率将依据其外在影响因素选择反应条件，或探究并建立化学反应速率的数学模型，或者给定某一反应速率与时间的变化曲线图象，提出合理的解释。化学平衡这部分基本理论在化工生产中的应用，是科学技术与社会的紧密结合。因而涉及此内容的高考试题将以中学化学知识为落点，紧贴社会生产、日常生活、环境、能源、材料、健康等实际命题，既全面考查学生的知识、技能，又充分利用高考这一特殊手段展开素质教育。预计化工生产中选择适宜温度和压强、促进或抑制某反应的进行而选择的酸碱性环境等，将是高考重点开发的题型。

●主干知识整合

1.外界条件对可逆反应速率的影响规律

升温，ｖ(正)、ｖ(逆)一般均加快，吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数；降温，ｖ(正)、ｖ(逆)一般均减小，吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。加压对有气体参加的反应，ｖ(正)、ｖ(逆)均增大，气体体积之和大的一侧增加倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数；降压，ｖ(正)、ｖ(逆)均减小，气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气体体积之和小的一侧减小的倍数。增加反应物的浓度，ｖ(正)急剧增大，

ｖ(逆)逐渐增大。加催化剂可同倍地改变ｖ(正)、ｖ(逆)。

思考讨论 对于合成氨反应，N 2、H 2的消耗速率逐渐减慢而NH 3的生成速率是否逐渐加快？

答：N 2、H 2的消耗与NH 3的生成是同一反应方向，只要N 2、H 2的消耗速率逐渐减慢，NH 3的生成速率必然随之减慢。

2.改变条件对化学平衡的影响规律

(1)在相同温度下，对有气体参加的化学反应，压强越大，到达平衡所需的时间 越短。在相同压强下，温度越高，到达平衡所需的时间越短。

(2)平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增加。而生成物的浓度、生成物的质量分数以及反应物的转化率都不一定增加或提高。

(3)加催化剂，只能同倍改变正、逆反应速率，改变到达平衡所需时间，不影响化学平衡。 (4)同一反应中，未达平衡以前，同一段时间间隔内，高温时生成物含量总比低温时生成物含量大(其他条件相同)。高压时生成物的含量总比低压时生成物的含量大(其他条件相同)。

(5)在其他条件不变时，如将已达平衡的反应容器体积缩小到原来的

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，压强将大于原来的压强，但小于或等于原来压强的2倍。

3.反应物用量的改变对平衡转化率的影响规律 若反应物只有一种时，如：a Ａ(g)b Ｂ(g)＋c C(g)，增加A 的量，平衡向正反应方向移动，但该

反应物A 的转化率的变化与气体物质的计量数有关：

(1)若a ＝b ＋c Ａ的转化率不变 (2)若a ＞b ＋c A 的转化率增大 (3)若a ＜b ＋c A 的转化率减小

若反应物不止一种时，如：a Ａ(g)＋b Ｂ(g) c C(g)＋d Ｄ(g)

(1)若只增加A 的量，平衡向正反应方向移动，而A 的转化率减小，B 的转化率增大。

(2)若按原比例同倍数地增加反应物A 和B 的量，则平衡向正反应方向移动，而反应物转化率与气体反应物计量数有关。如a ＋b ＝c ＋d ，A 、B 的转化率都不变；如a ＋b ＜c ＋d ，A 、B 的转化率都减小；如a ＋b ＞c ＋d ，Ａ、Ｂ的转化率都增大。

思考讨论 化学平衡主要是研究可逆反应规律的，如反应进行的程度以及各种条件对反应进行程度的影响等。(1)为什么说化学平衡是动态平衡？(2)有人设想通过寻找高效催化剂的途径提高化工生产中原料的转化率，这一设想科学吗？(3)为什么在实验室中很难得到纯净的NO 2气体？

答：(1)化学平衡的主要特点是ｖ(正)= ｖ(逆)，由于正反应和逆反应仍在继续进行，只是在同一瞬间正反应生成某生成物的分子数，和逆反应所消耗的该物质的分子数相等，此时反应混合物中各组分的浓度不变。故化学平衡是一种动态平衡。

(2)催化剂能同等程度地改变ｖ(正)和ｖ(逆)，因此它只能缩短反应达到平衡所用的时间，不能改变反应物的转化率，故(2)说法不正确。

(3)由于NO 2与N 2O 4之间存在如下转化关系：2NO 2

N 2O 4,故通常情况下NO 2气体中也会存在少

量N 2O 4，由于以上转化是放热过程，故只有在高温低压情况下，NO 2气体才相对较纯。

4.解答化学平衡问题的重要思维方法 (1)可逆反应“不为零”原则 可逆性是化学平衡的前提，达到平衡时应是反应物和生成物共存的状态，每种物质的物质的量不为零。 一般可用极限分析法推断：假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少。这样的极值点是不可能达到的，故可用确定某些范围或在范围中选择合适的量。

(2)“一边倒”原则

可逆反应，在条件相同时(等温等容)，若达到等同平衡，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物质的物质的量要相当。因此，可以采用“一边倒”的原则来处理以下问题：化学平衡等同条件(等温等容)

a A (g)+

b B (g)

c C (g)

①始 a b 0 平衡态Ⅰ ②始 0 0 c 平衡态Ⅱ ③始 x y z 平衡态Ⅲ 为了使平衡Ⅲ=Ⅱ=Ⅰ

根据“一边倒”原则，即可得

x +c a

z =a ⇒a x +c z =1 y +c

b

z =b ⇒b y +c

z =1 (3)“过渡态”方法

思路：各种反应物的浓度增加相同倍数，相当于增大体系压强，根据平衡移动方向来确定转化率的变化情况。

●精典题例导引

【例1】将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L 容器中混合并在一定条件下发生如下反应：